Publicação: Isótopos de carbono (¹³C) e a dinâmica do carbono orgânico do solo em sistemas cultivados no cerrado mineiro
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CNPQ::CIENCIAS HUMANAS::GEOGRAFIA
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Coorientador
Rosolen, Vania Silvia
Resumo
Agricultura e pastagem dominam as paisagens que originalmente eram recobertas pela
vegetação de Cerrado no Triângulo Mineiro (MG). A conversão de uso causa uma série de
mudanças ambientais, entre elas os desequilíbrios nos estoques de carbono, na natureza das
fontes de carbono e na redução do carbono ligado à biomassa acompanhados de modificações
das propriedades e características como densidade, porosidade, entre outras. Por ser um
compartimento importante para o estoque de carbono, os solos podem ser uma fonte ou um
sumidouro de CO2 atmosférico, dependendo do sistema de cultivo e manejo adotados. A
microrregião de Uberlândia no Triângulo Mineiro (MG) apresenta extensas áreas ocupadas
com pastagem. No entanto, as condições geológicas do solo e climáticas se constituem em
fatores determinantes que podem acelerar a degradação dos solos quando a pastagem não é
manejada adequadamente. Os objetivos desta pesquisa foram avaliar as alterações na matéria
orgânica do solo (MOS), as mudanças do estoque de carbono orgânico do solo (Mg/ha de C),
o teor e a natureza do carbono (%C e δ13C), a taxa de substituição do carbono derivado da
vegetação nativa C3 (em seus compartimentos estáveis e biodegradáveis) e do cultivo C4 no
solo e determinar o turnover da MOS e a eficiência da técnica de manejo para estocar o
carbono em áreas recobertas com Cerrado nativo (CN - fitofisionomia Cerradão) e pastagem
cultivada com 30 anos de implantação (P30). Estudou-se também um sistema misto e
complexo representativo na região uma área convertida inicialmente ao uso agrícola e os
últimos 15 anos ocupada com pastagem cultivada (Agric+P15). Realizou-se ainda uma metaanálise,
a partir de dados da literatura científica, com o intuito de avaliar variações do estoque
de carbono do solo após mudança de uso incluindo diferentes áreas no Cerrado Mineiro. Os
resultados mostraram que a conversão para sistemas cultivados resultou na diminuição da
porosidade total (Pt) e no aumento da densidade do solo (Ds) quando comparados com os
valores determinados para solos do Cerradão. No solo sob Agric+P15 houve um
empobrecimento de teor de carbono (%C) especialmente em superfície se comparado à área
sob vegetação nativa. No entanto, o solo recoberto com P30 apresentou valores mais
próximos daqueles encontrados sob vegetação nativa, tanto em superfície quanto em
subsuperfície, evidenciando a estabilidade do teor de carbono ao longo do tempo. Houve
decréscimo do estoque da MOS nas camadas superficiais (0-15cm) dos solos cultivados,
porém, na profundidade (30-60 cm), o estoque determinado em P30 se iguala ao estoque do
solo sob Cerrado. Em Agric+P15 foram determinados os menores estoques em todas as
profundidades. A técnica de manejo da pastagem mostrou-se eficiente em estocar carbono,
principalmente se considerar a constituição arenosa do solo (entre 70 e 83% de areia). Os
resultados mostraram que em Agric+P15 e em P30 houve incorporação do C derivado de
vegetação C4. A média de substituição da MOS derivada de plantas C4 (em 0-15 cm) foi alta,
sendo de 91,3% em Agric+P15 e de 99,6% em P30. Finalmente, o carbono derivado da
vegetação nativa possui uma fração estável baixa (~2,2 t/ha de C) quando comparada com a
fração biodegradável.
Abstract
Agriculture and pasture dominate the landscapes that were originally covered by Cerrado
vegetation in the Triangulo Mineiro (MG). The use of conversion causes a range of
environmental changes, for instance, the imbalances of the carbon stocks, the nature of carbon
sources and the reduction of carbon attached to a biomass accompanied by the modifications
of the properties and the soil characteristics such as density, porosity and others. Being an
essential pool to carbon storage, the soils can be a source or a sink of atmospheric CO2 that
depending on the cultivation and the management system adopted. The micro-region of the
Triangulo Mineiro (MG) in Uberlandia has extensive areas filled by pasture. However, the
geological conditions of soil and the climate are important factors that may accelerate the soil
degradation when pastures is not handled properly. The objectives of this research were to
evaluate the alterations in soil organic matter (SOM), the variation in the stock of soil organic
carbon (Mg/ha de C), the content and nature of carbon (%C e δ13C), the carbon replacement
rate derived from the native vegetation C3 (in their stable and biodegradable pools) and the C4
crop in the ground and also to determine the turnover of SOM and the technical management
efficiency to store carbon in areas covered with native Cerrado (CN - vegetation type
Cerradão) and the cultivated pasture with 30 years of implementation (P30). It was studied a
mixed and representative complex system in the region - an area that was initially converted
to agricultural use and the last 15 years has been occupied with cultivated pasture
(Agric+P15). It has been also done a meta-analysis from scientific literature data in order to
evaluate the soil carbon storage alterations after changing of use including different areas in
the Cerrado Mineiro. The results have shown that the conversion to cultivated systems had a
decrease of total porosity (Pt) and an increase of soil density (Ds) when are compared with
values determined for Cerradão soils. In soil under Agric+P15 there was an impoverishment
of carbon content, especially, when compared to the surface area of native vegetation.
Therefore, the soil covered with P30 showed values closer to those found in native vegetation
in both surface and subsurface that was an evidence of a stability of the carbon content over
time. There was a decrease of the storage of SOM on the superficial layers (0-15 cm) of the
cultivated soil, however, in the depth (30-60 cm), the stock given in P30 is equivalent at the
storage of the soil beneath Cerrado. In agric+P15 were determined lower inventories stock at
all depths. The pasture management techniques was efficient in storing carbon, mainly if was
taken the sandy soil formation (between 70 and 80% of sand). The results have shown that in
Agric+P15 and in P30 there were an incorporation of C originated from vegetation C4. The
average replacement of SOM derived from C4 plants (in 0-15 cm) was high, with 91,3% in
Agric+P15 and 99,6% in P30. Finally, the carbon derivate of native vegetation had a low
stable fraction (~2,2 t/ha de C) when is compared to the biodegradable fraction.
Palavras-chave
Cerrado, Matéria orgânica do Solo, Estoque de carbono, Isótopos de Carbono, Pastagens, Cerrado (Brazilian Savannah), Soil organic matter, Carbon storage, Carbon isotopes, Oxisols, Pastures, Latossolos, Solos - Cerrado - Minas Gerais, Solos - Composição
Citação
RESENDE, Thalita Mendes. Carbon Isotopes (13C) and the Soil Organic Carbon
Dynamics in the cultivated systems in Cerrado (Brazilian Savannah) Mineiro. 2015. 223 f. Tese (Doutorado em Ciências Humanas) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2015. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.te.2015.44